动力网站-现代通信电源新技术.pdf

现代通信电源新技术

——浅谈通信用开关电源技术的发
展

1
“电源”（PowerSupplies）:进行“功率
处理”的设备。
将市电(50Hz正弦波,10kV220/380V三相
交流，性能不很稳定、有间断、有危险
和干扰)变换到通信电路所需的（多种直
流或交流）、性能稳定可靠安全的能源
的全套设备统称为“通信电源”。

2
通信电源包括:

„AC/DC一次电源(AC输入,输出48V或24VDC,也称
为开关整流器)
„DC/DC二次模块电源
„交流不间断电源UPS(AC－DC,DC－AC)
„核心:功率变换，即以功率电子器件作为开关,
采取一定的电路拓扑形式,通过稳定的控制,实
现能量的转换.
„变换器种类：ＡＣ／ＤＣ整流；ＤＣ／ＡＣ逆
变；ＤＣ／ＤＣ直流变换；ＡＣ－ＤＣ（交流
不间断电源，变频器）

3
通信设备对通信电源的要求:

„直流供电和(或)交流供电:通常大型通信
设备和大型计算机等专用设备用直流供
电(取其可靠性高);小型通用型设备用交
流供电(取其机动性好）.
„不间断供电:1.电话局直流不间断供电的
重要性：极短暂的断电也可能会造成社
会混乱和损失2.计算机系统供电不间断
的重要性:电源的瞬间断电会对计算机系
统造成信息丢失程序出错机器损坏等严
重损失.

4
通信设备对通信电源的要求（续１）

„电压准确、稳定
„高效：节能，减小设备的发热、体积与
重量，软开关等电路技术的发展等都是
为了提高电源的效率
„噪声小，电磁干扰小，对通信的干扰小
„少污染：功率因数高，输入谐波电流小，
不影响电网质量（绿色电源）

5
通信设备对通信电源的要求（续２）
„自动保护:一旦出现不正常现象，如输入
输出电压或电流过大、温升过高等应立
即采取切断电源等保护措施，并要保证
系统正常供电。
„防雷电、防过电压：市电电网是暴露在室
外的公用系统，会受到雷击、过载、轻载、短
路和操作等电压骤变，这些偶发因素是设备意
外损坏的重要因素，电源系统和设备要经受这
些冲击，并保证通信设备的安全。

6
通信设备对通信电源的要求（续３）

„自动监测和集中控制：可提高系统的可靠性节
省人力，已实验一些通信局站和区域的集中监
控，正在向城市集中监控和全国集中监控的的
方向努力
„故障率低寿命长
„总之，通信设备对电源系统的一般要求是可靠、
稳定、小型、高效，可以说通信系统中使用的
开关电源代表了开关电源整体行业的水平，也
代表了开关电源的最新技术。

7
(一)线性电源及串联式开关稳压电源原理框图及特点

电路特点：
（1）含工频变压器，体积大，重量重；
（2）调整管工作在线性状态，功耗大，需较大的散热片。
主要缺点是：
（1）功耗大、效率低，效率一般只有45％；
（2）体积大、重量重、不能微小型化。

8
晶体管工作在饱和导通和截止状态，通过改变脉冲宽度来调整晶体管的导通时
间，从而达到稳定输出电压的目的。开关电源减少了晶体管的功耗，提高了电源的
效率，并使电源的体积和重量都有减小，因而取代了传统的线性电源而在电子设备
中得到广泛应用。

9
(二)、大功率高频开关电源(开关整流器)的组成

10
高频开关电源（整流器）的组成-主电路

„1．输入滤波器：滤除电网杂波，同时
也阻碍本机产生的杂音反馈到公共电网。
„2．整流与滤波：将交流电源整流为较
平滑的直流电。
„3．DC-DC变换：将整流后的直流电
变为负载所需的直流电。
„4．输出直流与滤波：是根据负载需要，
提供稳定可靠的直流电源。

11
高频开关电源的组成-控制电路
从输出端取样，经与设定标准进行比较，
然后去控制DC-DC变换器，改变其频率
或脉宽，达到输出稳定；
根据测试电路提供的数据，经保护电路
鉴别，对整机进行各种保护措施。

12
高频开关电源的组成-检测电路、辅助
电源

„检测电路：除了给保护电路提供正在运行
中各种参数外，还提供各种显示仪表数
据给值班人员观察、记录

„辅助电源：给控制电路及保护电路提供所
需直流电源。

13
高频开关电源的优点
损耗小，效率高,一般在70%~85%以上，
有的可大于90％。
无工频变压器，重量轻，体积小。
稳压范围宽（输入范围可为：130~265V）
多路输出；多极性输出；低压大电流或
高压小电流稳压电源。
输出电压维持时间长，交流断电后几十
ms内仍有直流输出

14
2.20世纪推动通信电源发展
的主要技术

„功率半导体器件
„电路拓扑:软开关技术成为发展的必
然
„控制技术
„其它相关技术:APFC,EMC,计算机监
控技术,分布式供电技术

15
2.1功率半导体器件

„60年代，以晶闸管构成的相控型开关电源，缺
点:工作频率低，变压器和滤波器元件的体